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生态型景观设计中的水景设计

http://www.chla.com.cn 2011-02-10 来源:园林 作者:罗华 发表评论(0)


  生态系统是指一定空间范围内,生物群落与其所处的环境所形成的相互作用的统一体,任何一个生态系统都由生物与非生物环境两大部分组成。非生物环境是生态系统中生物赖以生存的物质、能量及其生活场所,是除了生物以外的所有环境要素的总和,包括阳光、空气、水、土壤、无机矿物质……等。 水在生物圈中的循环运动是靠太阳能和重力而带动的。海洋、湖泊、河流和地表水不断蒸发,形成水蒸汽进入大气;植物吸收到体内的水分通过叶表面的蒸腾作用进入大气中的水汽遇冷,形成雨、雪、雹等降水重返地球表面,一部分直接落入海洋,湖泊河流等水域中,一部分落到陆地上,在地表形成径流,流入海洋、湖泊、河流或渗入地下,供植物根等吸收。循环往复,即为水循环。

  城市建设飞速发展,大量建筑物和道路等的建设使城市不透水地面面积快速增长。雨水径流量将大大增加,如果不采取措施而单纯考虑将雨水径流快速排出,所需雨水管道、雨水泵站等设施的容量、输送能力必将随之增大,这对于城市建设是一个沉重的包袱。

  此外,由于环境意识的增强,人们认识到城区雨水的快速排出增加了接纳水体的洪涝危害、河岸侵蚀和污染物的冲击负荷,还造成合流制系统中污水处理厂运行的困难及一部分雨污混流外溢而污染水体,因此对于传统雨水排除的指导思想从另一方面提出了质疑。

  一方面是使用庞大的雨水排放系统将日益增长的雨水径流排出城市,另一方面却是城市地下水补给的严重不足。如在雨水管道系统设计、用地规划和地面覆盖上考虑雨水渗透,合理、充分地利用雨水涵养地下水源,那么既能缓和城市水资源危机,又能增加土壤中的含水量、调节气候,从而改善城市的生态环境,还能减少所需雨水管系容量,即减少雨水管系的投资和运行费用,并减轻城区水涝危害和水体污染。实际上雨水渗透早在我国一些古城的建筑中已有所体现,利用渗坑、渗井、渗沟使雨水就地下渗。

  尊重自然界的循环,涵养水土,维护基地的生物多样性,是景观设计师的重要使命。生态型也是水景设计的基本法则。

  土壤和排水通道的保护

  强调有植被的成熟土壤和低地的保护

  这些自然系统能使雨水和径流渗透到土壤中来维持流域的正常状态。在低地,地下水进入地表的排水道、河流和湿地。排水渠道和河流两岸的稳定植被能过滤流入的径流,防止渠道被侵蚀,同时创造有利于水生态系统的生存环境。场地施工和土木工程远离排水渠道,能保存植被缓冲区,并保护河流的质量。

  尽可能减少铺装地面

  尽可能减少铺装地面,保留天然熟土,保留现有的植被减少地表径流。包括:

  (1)采用集中开发以减少道路铺装。

  (2)双重负荷的停车场,共用行驶和转弯车道。

  (3)尽可能减小道路铺装的宽度。

  在施工时设置淤积屏障避免沉淀物流失淤积屏障应在施工开始之前设置,并一直保持到施工完成,所有的土壤表面都覆有植被。尽可能减少灌溉,少使用除草剂、杀虫剂和化肥在被改造过的地区保持草地和园林会造成杀虫剂、营养物和其他污染物的高度集中。

  雨水渗透设施

  使用可渗透的铺装材料

  可渗透的铺装材料,是保持和恢复自然循环的最有力的工具。在一个典型的开发中最不透水的部分不是为人居住的建筑,而是硬地铺装。在偶尔通过汽车的地面使用可渗透的植被表面,如辅助停车场和应急车道。

  可渗透的强力草皮或空心铺装格由混凝土或塑料制成,格内填有表层土或粒料。

  用疏松的粒料、木制盖板或精心排列的铺地石来建造人行道的表面,如步行道和院子。

  多孔沥青的多孔表面层由一种“无级配”的粒料构成,粒料内部的大颗粒之间的空隙没有被小颗粒填满。一个无级配的石头基层保存水,直至它渗透到下层土壤。与不可渗透的沥青相比,多孔沥青更易于排水,在潮湿的环境下有更好的摩擦力和外观,同时减少眩光和汽车噪声。

  渗透地面

  除了绿化面积外,人工渗透地面主要分为两类,一类是多孔沥青及多孔混凝土地面,另一类是草皮砖。它们可用于停车场、车辆较少的道路及人行道,特别适用于居民小区。

  (1)多孔沥青及混凝土地面

  典型的多孔沥青地面构造见图2。表面沥青层避免使用细小骨料,沥青重量比为5.5%~6.0%,空隙率为12%~16%,厚6~7厘米。沥青层下设两层碎石,上层碎石粒径1.3厘米,厚5厘米,下层碎石粒径2.5~5厘米,空隙率为38%~40%,其厚度视所需蓄水量定,因它主要用于贮蓄雨水并延缓径流。

  多孔混凝土地面构造与多孔沥青地面类似,只是将表层改换为无砂混凝土,其厚度约为12. 5厘米,空隙率15%~25%。多孔沥青及多孔混凝土地面自1973年在美国使用以来,得到EPA的支持,至今已广泛应用于发达国家,但在国内还鲜见报道。

  (2)草皮砖

  草皮砖是带有各种形状空隙的混凝土块,开孔率可达20%~30%,因在空隙中可种植草类而得名。它最早于1961年用于德国,至今在国内外均已被广泛使用。特别多用于城区各类停车场、生活小区及道路边。它除了有渗透雨水的作用,还有美化环境的效果,国内建材市场上有成品出售,便于采用及推广。

  草皮砖地面因有草类植物生长,与多孔沥青及混凝土地面相比,能更有效地净化雨水径流及调节大气温度和湿度。试验证明它对于重金属如铅、锌、铬等有一定去除效果。植物的叶、茎、根系能延缓径流速度,延长径流时间。草皮砖地面的径流系数为0.05~0.35,取决于其基础碎石层的蓄水性能、地面坡度等因素。

  渗透地面成本比传统不透水地面高出10%左右,但综合考虑因径流量减少、地面集流时间延长而导致雨水管道长度缩短及管径减小,雨水系统的总投资可减少12%~38%。而且还可产生较大的环境及社会效益。

  渗透池

  (1)地面渗透池

  当有土地条件且土壤渗透性能良好时,可采用地面渗透池。池可大可小,也可几个小池综合使用,视地形条件而定。

  地面渗透池有的是季节性充水,如一个月中几次充水、一年中几次充水或春季充水秋季干涸,水位变化很大。有的地面渗透池则是一年四季均有水。在地面渗透池中宜种植植物。季节性池所种植物应既能抗涝又能抗旱,并视池中水位变化而定。常年存水的地面渗透池与土地处理系统中的湿地相似,宜种植耐水植物及浮游性植物,可作为野生动物的栖居地,有利于改善生态环境。利用天然低洼地作地面渗透池是最经济的。若对池底再作一些简单处理,如铺设鹅卵石等透水性材料,其渗透性能将会大大提高。

  (2)地下渗透池

  当地面土地紧缺时,就不得不利用地下渗透池,实际上它是一种地下贮水装置,利用碎石空隙、穿孔管、渗透渠等贮存雨水。图3为各类地下渗透池示意,利用底部透水渠贮水的渗透池,透水渠的使用可减少所需石料并增大贮水体积。总之,地下渗透池种类多样,形状各异[图2]。

  (3)渗透管

  渗透管一般采用穿孔PVC管,或用透水材料制成。汇集的雨水通过透水性管渠进入四周的碎石层,再进一步向四周土壤渗透,碎石层具有一定的贮水、调节作用。相对渗透池而言,渗透管沟占地较少。便于在城区及生活小区设置,它可以与雨水管系、渗透池、渗透井等综合使用,也可以单独使用。日本和德国在这方面有较成熟的经验。

  集中的径流排放

  如果在场地规划开始时就使用排水控制,那么在整个开发过程中就能将其经济地纳入整体建设。

  考虑将现有的落水管和雨水管与污水管分开

  将落水管的水排入洼地或碎石坑以利于渗透。

  对来自屋顶和不可避免的不渗透铺装的径流进行节制和处理,并尽可能地使之返回土壤中的自然途径

  (1)对每一个排水途径、水池和排水坑进行设计,以与其特殊的位置和排水区相符合。

  (2)通过水平散水使不渗透表面的径流分散到邻近种有植被的土壤里,从而变集中的暴雨急流为缓流。

  (3)将集中的径流转移到有植被的洼地,而不是构筑的排水沟或管道里。当径流接触到植被和多孔的土壤时,它的体积和流速均减小,污染物得过滤。与封闭的构筑系统相比,这一开放的排水系统能增加植被的多样性,减少灌溉用水的需求,并降低排水的流速和侵蚀程度。另外,它减少了下游的洪峰流量和径流体积,增加了水的渗透,供养了野生动物的栖息地,代表了与自然的相互作用,而且几乎不需要维护。

  (4)固定土壤,减小水流的冲刷速度。在原有的不稳定水道,或平整后易侵蚀的新低洼地上,设置石头或木头水坝,栽上草皮和抗侵蚀的纤维植物,并种上生根迅速的水生植物,是十分见效的。底部宽的低洼地能减小能量。

  (5)利用沿着排水道的湿地和建造的水池来实现现有节制的排放。水池和湿地由一个浅池的坑道、一段低矮水坝和调节水流的排水组成,它们能临时贮存暴雨水流,并且可以通过对污染物的静置、过滤和生物降解来改善水质。为水体提供足够的面积,同时为不同的植物生长地和生物物理过程提供不同深度的水域,就可以获得有效的水处理作用。

  ①用岛和半岛限定水体的形状,扩大水流路径和处理效果。

  ②沿着某一地段的排水通道设置一系列水池和湿地,以位于排水区高处的一些微小的水塘为开端。

  ③在有车道穿过的洼地,以车道为挡水坝形成小块的湿地。

  (6)在地段的最低处构筑水体时要准确计算排水量防涝,在低地构筑水体尽量防止破坏现有的湿地和岸边缓冲带。

  (7)在停车场周围设置植被缓冲带,植被缓冲带可以缓解停车场和道路地表出现的油和沉积物。

  构筑渗水盆地

  渗水盆地是地面上的封闭洼地,其中的水只能渗入土壤,别无出路。渗透是对径流最理想的管理和保护,因为可以通过土壤滤掉污染物,可以缓解下游的洪水和侵蚀,还可以为地下水和下游水体补给天然水。

  (1)按照敞开系统或封闭系统设计渗水盆地。有些渗水盆地是敞开且长有植被的,植被维护了多孔的土壤结构。另外一些则采用不分大小的碎石建在地面以下,其表面被改造为停车场或其它用途。有时采用穿孔管或预制箱来补充渗水盆地的储水能力。绝大部分地下水盆都没有通向底部的通道,以便检测和维护。建设地下水盆的材料费用高昂,因此只有在土地非常紧张,迫切需要将该地表建成双重用途时,才倾向于采用地下水盆。

  (2)靠近径流源设置渗水盆地最为经济有效。

  (3)应避免使水盆靠近建筑的基础,也应避免建在陡峭不稳的坡地。

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编辑:ellen